Penurunan Tegangan Saluran: Apa, Mengapa, Bagaimana Dan Fakta Rinci

Artikel ini menjelaskan penurunan tegangan saluran dan karakteristiknya. Tegangan saluran adalah perbedaan potensial antara dua fase atau saluran dalam sistem polifase. Resistansi tinggi adalah alasan utama di balik penurunan tegangan saluran.

Penurunan tegangan menjadi faktor penting dalam kasus kabel panjang atau saluran transmisi. Penurunan tegangan saluran yang berlebihan dapat merusak peralatan listrik, merusaknya, dan memperpendek masa pakainya. Untuk meminimalkan penurunan tegangan saluran, salah satu cara yang efisien untuk meningkatkan ukuran atau diameter konduktor yang menurunkan resistansi saluran secara keseluruhan. 

Apa penurunan tegangan pada saluran transmisi?

Impedansi dalam saluran transmisi adalah alasan utama jatuh tegangan pada saluran tersebut. Impedansi dihasilkan dari parameter saluran transmisi seperti resistansi, induktansi, kapasitansi dan konduktansi shunt. 

Empat parameter saluran transmisi dijumlahkan untuk memberikan impedansi pada aliran arus dan dengan demikian jatuh tegangan terjadi di seluruh panjang saluran transmisi. Pada beban nol, jatuh tegangan pada kedua ujungnya sama. Dalam beban, jika jatuh tegangan naik, tegangan di ujung penerima saluran berkurang dan sebaliknya. 

Pembangkit Listrik Lethaba
saluran transmisi; Kredit gambar: flickr

Apa yang menyebabkan penurunan tegangan saluran?

Penurunan tegangan saluran adalah hasil dari beberapa faktor yang ada dalam saluran transmisi. Beban yang berlebihan, koneksi yang berlebihan, peningkatan resistansi konduktor, dll. bertanggung jawab atas penurunan tegangan saluran.

Dua alasan utama penurunan tegangan saluran adalah- 

  1. Penurunan tegangan saluran karena reaktansi induktif- Hampir 10 kali lebih tinggi daripada penurunan tegangan resistansi saluran umum.
  2. Penurunan tegangan yang disebabkan oleh resistansi saluran yang tinggi- Ini adalah nominal dibandingkan dengan reaktansi induktif penurunan tegangan.

Baca lebih lanjut di…Penurunan Tegangan Untuk Fase Tunggal: Cara Menghitung Dan Fakta Rinci

Rumus penurunan tegangan saluran?

Ada dua formula berbeda untuk menghitung jatuh tegangan dalam fase tunggal dan tiga fase. Dalam kasus sistem satu fasa, hanya ada satu saluran listrik. Dalam kasus sistem tiga fasa, ada tiga saluran listrik.

Penurunan tegangan saluran untuk fase tunggal adalah –

Penurunan tegangan saluran untuk tiga fase adalah –

Dimana, Z = Impedansi saluran 

I = Arus beban

L = Panjang dalam ft (dibagi dengan 1,000 karena nilai impedansi standar diberikan untuk setiap 1,000 kaki)

FAQ

Bagan penurunan tegangan saluran

Penurunan tegangan maksimum 3% diperbolehkan melalui kawat yang terbuat dari bahan apa pun. Berikut adalah grafik penurunan tegangan 3% pada sambungan satu fasa untuk tegangan 110 volt- 

Gambar kredit: pinterest

Resistor penurunan tegangan saluran

Meskipun setiap resistor menurunkan potensial ketika arus melewatinya, resistor jatuh adalah peralatan khusus yang digunakan untuk mengurangi tegangan. Dihubungkan secara seri dengan beban untuk menurunkan tegangan beban.

Satu-satunya tujuan menggunakan resistor penurun tegangan saluran adalah menyediakan rangkaian dengan resistansi ekstra. Jatuh tegangan dapat dihitung hanya dengan menggunakan hukum ohm umum.

Penurunan tegangan saluran overhead 

Saluran udara adalah kabel listrik yang mentransmisikan energi listrik di area yang luas atau di lokomotif listrik. Umumnya saluran udara memiliki lebih tinggi drop tegangan daripada kabel bawah tanah. 

Di saluran udara, induktansi jauh lebih tinggi daripada induktansi kabel bawah tanah berinsulasi. Ketika penurunan tegangan meningkat dengan induktansi, penurunan tegangan yang lebih tinggi terjadi pada saluran udara dengan panjang yang sama. Juga, jarak yang lebih jauh antara konduktor menyebabkan penurunan tegangan di saluran udara. 

Perhitungan penurunan tegangan saluran overhead

Penurunan tegangan saluran overhead dapat diperoleh dengan metode eksak atau perkiraan. Yang terakhir, Penurunan tegangan

dimana I = arus saluran, R = hambatan X = reaktansi dan theta adalah sudut fasa.

Dalam metode eksak, satu kuantitas lagi Es atau tegangan sumber akan ditambahkan. Jadi penurunan tegangan saluran yang tepat

Sebabθ dan dosaθ juga dikenal sebagai faktor daya dan faktor reaktif beban masing-masing. 

Baca lebih lanjut di…Penurunan Tegangan Transformer: Apa, Mengapa, Bagaimana Menemukan Dan Fakta Rinci

Penurunan tegangan saluran kapasitor

Konduktor yang ada di saluran transmisi membentuk kapasitor yang bertindak sebagai pelat paralel dan udara bekerja sebagai media dielektrik. Kapasitansi tergantung pada panjang saluran dan memperkuat arus dalam saluran. 

Kapasitansi dalam saluran transmisi tergantung pada bentuk, ukuran dan pemisahan antara konduktor. Karena kapasitansi berbanding terbalik dengan tegangan, kapasitansi yang lebih kecil akan menghasilkan penurunan tegangan yang lebih besar melalui saluran transmisi. Demikian pula, nilai kapasitansi yang tinggi akan menghasilkan penurunan tegangan yang rendah. 

Penurunan tegangan saluran suplai

Jalur suplai adalah kombinasi dari kabel listrik yang panjang dan struktur yang mendukungnya untuk transmisi daya listrik. 

Banyak faktor seperti beban, terlalu banyak konduktor, resistansi tinggi dll menyebabkan penurunan tegangan pada jalur suplai. Untuk rangkaian cabang atau penyulang secara individual, penurunan tegangan yang direkomendasikan pada konduktor adalah maksimum 3%. Penurunan tegangan gabungan keduanya tidak boleh melebihi tingkat 5%.

Penurunan tegangan reaktor saluran

Reaktor saluran adalah komponen listrik (pada dasarnya induktor) yang dapat digunakan untuk melindungi perangkat semikonduktor seperti penggerak frekuensi variabel dan perangkat lain dari transien, lonjakan, dan lonjakan daya. 

Persentase yang disebutkan dalam reaktor saluran bukanlah ukuran penurunan tegangan yang melewatinya. Karena reaktansi bersifat induktif dan tegangan sefasa dengan arus, maka jatuh tegangan tangensial terhadap arus saluran. Jadi jika kita memiliki reaktor saluran 5%, penurunan tegangan mungkin sekitar 2-3% dari tegangan total.

Penurunan tegangan regulator linier

Sebuah linier tegangan regulator adalah perangkat yang mempertahankan tegangan tertentu. Tegangan input pada regulator linier selalu lebih besar dari tegangan output. Perbedaan tegangan ini membuat regulator linier bekerja. 

Regulator linier atau step down mengontrol tegangan yang disetel dan memasok beban dengan energi listrik. Tegangan yang diatur terkadang tampak berbeda karena terjadi drop tegangan pada saluran yang saling berhubungan. Penurunan tegangan tergantung pada resistansi atau impedansi bersih antara beban dan regulator linier.

Perhitungan penurunan tegangan saluran ke netral

Untuk sistem satu fasa, saluran ke tegangan netral adalah tegangan yang lebih rendah (umumnya 120 Volt). Ini adalah tegangan antara netral dan salah satu saluran. Saluran ke penurunan tegangan netral adalah nilai fase tunggal dengan 2. 

Untuk sistem kelistrikan tiga fasa, kita dapat menemukan saluran ke tegangan netral menggunakan proses yang sama. Ini adalah tegangan yang lebih rendah (umumnya 277-347 Volt). Ini adalah tegangan antara netral dan salah satu dari tiga garis fasa. Saluran ke penurunan tegangan netral adalah nilai tiga fasa sebesar 3. 

Penurunan tegangan catu daya linier

Ketika saluran menggunakan regulator catu daya, mereka mengatur tegangan yang ditetapkan untuk memasok beban dengan energi listrik. Dalam beberapa kasus, regulasi tegangan menghadapi fluktuasi karena jatuh tegangan garis. 

Pengaruh arus tinggi pada jatuh tegangan lebih tinggi daripada arus rendah. Jika listrik dibagi menurut luas dan beban yang akan disuplai, maka akan terjadi penurunan tegangan antara tegangan yang dikendalikan dengan daerah yang membutuhkan daya. Penurunan daya ini tergantung pada hambatan yang ada antara pengontrol dan beban.

Kehilangan saluran vs penurunan tegangan

Rugi saluran dalam saluran transmisi mengacu pada rugi daya karena berbagai rugi seperti rugi ohmik, rugi tembaga, rugi dielektrik, dll. saluran transmisi adalah kerugian potensial yang disebabkan oleh semua faktor impedansi.

Berikut adalah tabel perbandingan penyebab line loss dan line voltage drop-

Kehilangan garisTegangan jatuh
Kehilangan I2R adalah penyebab paling signifikan dari kehilangan garis. Salah satu faktor utama penurunan tegangan adalah hambatan saluran. 
Kerugian lain yang bertanggung jawab adalah- Kehilangan dielektrik dan konduktansiKehilangan korona di saluran tegangan tinggi di atas kepalaKehilangan radiasi di jalur frekuensi tinggiRugi induksi karena kopling magnetik antara kabel. Penurunan tegangan yang disebabkan oleh reaktansi induktif juga penting karena sangat tinggi. 

Baca juga…..Penurunan Tegangan Dioda: Apa, Mengapa, Bagaimana, Dan Fakta Rinci

Gulir ke Atas